JP5098457B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラット走行性能を有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、通常走行時における雪上での操縦安定性を維持しながら、ランフラット走行時における氷上での制駆動性能を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部に断面三日月形状の補強ゴム層を配設し、その補強ゴム層の剛性に基づいてランフラット走行を可能にしたものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

このようなサイド補強型のランフラットタイヤは、サイドウォール部の補強ゴム層の剛性に基づいて荷重を支持するため、ランフラット走行時において、図５に示すようにトレッド部Ｔがバックリングして接地面積が減少し、低摩擦路面を走行する際の制駆動性能が低下する傾向がある。特に、氷雪路用空気入りタイヤのようにトレッド部の剛性が低くなるように設計されたタイヤにあっては、この傾向が顕著に現れ、氷上でタイヤが空転してしまうことがある。

その対策として、トレッド部に埋設された２層のベルト層の外周側にタイヤ周方向に対するコード角度を大きくしたベルト付加層を配置して、トレッド部の幅方向の圧縮剛性を高めることにより、トレッド部のバックリング現象を抑制することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、トレッド部の剛性を極端に増大させた場合、トレッド部のバックリング現象は抑制されるものの、パンクを生じていない通常走行時における雪上での操縦安定性が低下するという問題がある。
特開２００３−９４９１２号公報 特開２００３−３２６９２４号公報 国際公開ＷＯ２００３−０２４７２７号パンフレット

本発明の目的は、通常走行時における雪上での操縦安定性を維持しながら、ランフラット走行時における氷上での制駆動性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ゴム層を配設した空気入りタイヤにおいて、
トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を備え、最内側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を１５°〜３５°とし、その外周側に隣接する中間ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°以上とし、その外周側に隣接する最外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３５°〜７０°とした構造を有し、
或いは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を備え、最内側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°〜７５°とし、その外周側に隣接する中間ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３５°以下とし、その外周側に隣接する最外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°〜７５°とし、最内側ベルト層のコード角度を最外側ベルト層のコード角度よりも大きくした構造を有し、
タイヤを正規リムに組み付けた状態でバルブコアを抜いて空気圧を０ｋＰａとし、正規荷重を掛けたとき、前記トレッド部の接地領域の最大幅Ｗと前記接地領域内に形成される非接地領域の最大幅ｗとの比ｗ／Ｗが０．６〜０．９となり、前記接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長Ｌと前記非接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長ｌとの比ｌ／Ｌが０．３〜０．６となることを特徴とするものである。

本発明では、サイド補強型のランフラットタイヤにおいて、空気圧を０ｋＰａとしたときの接地領域及び非接地領域の寸法関係を上記の如く規定することにより、氷上での制駆動性能を向上するために最低限必要な接地面積を確保しながら、トレッド部の幅方向の剛性を適正化して通常走行時における雪上での操縦安定性を良好に維持することができる。特に、接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長Ｌと非接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長ｌとの比ｌ／Ｌが０．３〜０．６となることが好ましい。これにより、接地面積とトレッド部の剛性との関係を最適化し、通常走行時における雪上での操縦安定性とランフラット走行時における氷上での制駆動性能とを更に高いレベルで両立することができる。

上記接地領域及び非接地領域の寸法関係を満足するために、以下のようなベルト構造を採用することができる。即ち、トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を備え、最内側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を１５°〜３５°とし、その外周側に隣接する中間ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°以上とし、その外周側に隣接する最外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３５°〜７０°とすると良い。或いは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を備え、最内側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°〜７５°とし、その外周側に隣接する中間ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３５°以下とし、その外周側に隣接する最外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°〜７５°とし、最内側ベルト層のコード角度を最外側ベルト層のコード角度よりも大きくすることが好ましい。

本発明は、種々の空気入りタイヤに適用することが可能であるが、特にトレッド部に区画された複数の陸部にそれぞれ複数本のサイプを設けた氷雪路用空気入りタイヤに適用した場合に顕著な作用効果を奏するものである。

本発明において、「正規リム」とは、タイヤが基づく規格においてタイヤ毎に定められたリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば「標準リム」、ＥＴＲＴＯであれば「Measuring Rim 」、ＴＲＡであれば「Design Rim」である。また、「正規荷重」とは、タイヤが基づく規格においてタイヤ毎に定められた負荷能力の最大値であり、タイヤが乗用車の場合には最大負荷能力の８８％に相当する荷重とする。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４が装架され、これらカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周側には断面三角形状のビードフィラー６が配置されている。また、左右一対のサイドウォール部２，２にはそれぞれ断面三日月形状の補強ゴム層７が配設されている。補強ゴム層７はサイドウォール部２の他のゴム層よりも硬く、その剛性に基づいてランフラット走行時の荷重を支持するものである。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、３層のベルト層８ａ，８ｂ，８ｃがタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層８ａ〜８ｃはタイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含むものである。更に、ベルト層８ａ〜８ｃの外周側にはベルトカバー層９が配置されている。ベルトカバー層９はタイヤ周方向に配向する補強コードを含み、その補強コードをタイヤ周方向に連続的に巻回したものである。

図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの接地形状を示すものである。即ち、上記空気入りタイヤを正規リムに組み付けた状態でバルブコアを抜いて空気圧を０ｋＰａとし、正規荷重を掛けたとき、トレッド部１の接地形状は図２の如く形成される。このとき、トレッド部１の接地領域Ａ１の最大幅Ｗと接地領域Ａ１内に形成される非接地領域Ａ２の最大幅ｗとの比ｗ／Ｗは０．６〜０．９、より好ましくは、０．７〜０．８となる。これら接地領域Ａ１の最大幅Ｗ及び非接地領域Ａ２の最大幅ｗはそれぞれタイヤ幅方向に測定される寸法である。更に、接地領域Ａ１のタイヤ幅方向中央位置Ｃでの接地長Ｌと非接地領域Ａ２のタイヤ幅方向中央位置Ｃでの接地長ｌとの比ｌ／Ｌは０．３〜０．６、より好ましくは、０．３５〜０．４５となる。これら接地領域Ａ１の接地長Ｌ及び非接地領域Ａ２の接地長ｌはそれぞれタイヤ幅方向と直交する方向に測定される寸法である。

上述のように構成されるサイド補強型のランフラットタイヤにおいて、空気圧を０ｋＰａとしたときの接地領域Ａ１及び非接地領域Ａ２の寸法関係を上記の如く規定することにより、通常走行時における雪上での操縦安定性を維持しながら、ランフラット走行時における氷上での制駆動性能を向上することができる。ここで、比ｗ／Ｗが０．６未満であると通常走行時における雪上での操縦安定性の改善効果が不十分になり、逆に０．９を超えるとランフラット走行時における氷上での制駆動性能の改善効果が不十分になる。また、比ｌ／Ｌが０．３未満であると通常走行時における雪上での操縦安定性の改善効果が不十分になり、逆に０．６を超えるとランフラット走行時における氷上での制駆動性能の改善効果が不十分になる。

図３は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤにおけるトレッド部とベルト層の具体例を示す平面図である。図３において、トレッド部１にはタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝１１とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝１２が設けられており、これら縦溝１１及び横溝１２によってブロックからなる複数の陸部１３が区画されている。これら陸部１３にそれぞれ複数本のサイプ１４が形成されている。このトレッドパターンは氷雪路用空気入りタイヤとして好適のパターンである。

トレッド部１に埋設された３層のベルト層８ａ〜８ｃのうち、最内側ベルト層８ａのタイヤ周方向に対するコード角度α１は１５°〜３５°の範囲に設定され、その外周側に隣接する中間ベルト層８ｂのタイヤ周方向に対するコード角度β１は５０°以上に設定され、その外周側に隣接する最外側ベルト層８ｃのタイヤ周方向に対するコード角度γ１は３５°〜７０°の範囲に設定されている。特に、最内側ベルト層８ａと中間ベルト層８ｂとはタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに反対方向となるように配置し、中間ベルト層８ｂと最外側ベルト層８ｃとはタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに同方向となるように配置することが望ましい。

このように最内側ベルト層８ａのコード角度α１、中間ベルト層８ｂのコード角度β１、最外側ベルト層８ｃのコード角度γ１をそれぞれ上記範囲に設定することにより、ベルト層全体としての周方向の面外剛性と幅方向の面外剛性とのバランスを適正化し、その結果として、上述したトレッド部１における接地領域Ａ１及び非接地領域Ａ２の寸法関係を達成することができる。ここで、コード角度α１，β１，γ１が上記範囲から外れると所望の接地形状が得られなくなる。

図４は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤにおけるトレッド部とベルト層の他の具体例を示す平面図である。図４において、トレッド部１にはタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝１１とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝１２が設けられており、これら縦溝１１及び横溝１２によってブロックからなる複数の陸部１３が区画されている。これら陸部１３にそれぞれ複数本のサイプ１４が形成されている。このトレッドパターンは氷雪路用空気入りタイヤとして好適のパターンである。

トレッド部１に埋設された３層のベルト層８ａ〜８ｃのうち、最内側ベルト層８ａのタイヤ周方向に対するコード角度α２は５０°〜７５°の範囲に設定され、その外周側に隣接する中間ベルト層８ｂのタイヤ周方向に対するコード角度β２は３５°以下に設定され、その外周側に隣接する最外側ベルト層８ｃのタイヤ周方向に対するコード角度γ２は５０°〜７５°の範囲に設定されている。特に、最内側ベルト層８ａと中間ベルト層８ｂとはタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに反対方向となるように配置し、中間ベルト層８ｂと最外側ベルト層８ｃとはタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに同方向となるように配置することが望ましい。

このように最内側ベルト層８ａのコード角度α２、中間ベルト層８ｂのコード角度β２、最外側ベルト層８ｃのコード角度γ２をそれぞれ上記範囲に設定することにより、ベルト層全体としての周方向の面外剛性と幅方向の面外剛性とのバランスを適正化し、その結果として、上述したトレッド部１における接地領域Ａ１及び非接地領域Ａ２の寸法関係を達成することができる。ここで、コード角度α２，β２，γ２が上記範囲から外れると所望の接地形状が得られなくなる。

上述した各実施形態において、ベルト層８ａ〜８ｃの補強コードの種類は特に限定されるものではなく、スチールコードのほか、アラミド繊維コード、ポリケトン繊維コード、ポリエチレンナフタレート繊維コード、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維コード等の高弾性の有機繊維コードを用いることができる。

氷雪路用空気入りタイヤは、トレッド部１に区画された複数の陸部１３にそれぞれ複数本のサイプ１４を設けたことを特徴とするものであり、更には、トレッド部１を構成するキャップトレッドゴムとして軟らかいゴムを用いたことを特徴とするものである。より具体的には、キャップトレッドゴムとして硬さが４０〜５５であるゴムが使用される。ここで言う硬さとはＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ（Ａ）である。

このように構成される氷雪路用空気入りタイヤにおいては、ランフラット走行時にトレッド部１にバックリングを生じ易いため、トレッド部１における接地領域Ａ１及び非接地領域Ａ２の寸法関係を上述の如く規定することにより、通常走行時における雪上での操縦安定性とランフラット走行時における氷上での制駆動性能とを両立することは極めて有意義である。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６で、左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ゴム層を配設した氷雪路用空気入りタイヤにおいて、タイヤを正規リムに組み付けた状態でバルブコアを抜いて空気圧を０ｋＰａとして正規荷重を掛けたときのトレッド部の接地領域の最大幅Ｗと接地領域内に形成される非接地領域の最大幅ｗとの比ｗ／Ｗ、及び、接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長Ｌと非接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長ｌとの比ｌ／Ｌを表１のように設定した従来例、実施例１〜５及び比較例１〜４のタイヤを作製した。

これら試験タイヤについて、以下の方法により、通常走行時における雪上での操縦安定性、ランフラット走行時における氷上での駆動性能をそれぞれ評価し、その結果を表１に示した。

雪上での操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１６×７Ｊのホイールに組付けて排気量２０００ｃｃの後輪駆動車の全輪に装着し、前輪の空気圧を２２０ｋＰａとし、後輪の空気圧を２５０ｋＰａとし、雪上での操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど通常走行時の雪上での操縦安定性が優れていることを意味する。

氷上での駆動性能：
試験タイヤをリムサイズ１６×７Ｊのホイールに組付けて排気量２０００ｃｃの後輪駆動車の全輪に装着し、一方の前輪のバルブコアを抜いて空気圧を０ｋＰａとし、他方の前輪の空気圧を２２０ｋＰａとし、後輪の空気圧を２５０ｋＰａとし、微速で発進した際に空気圧を０ｋＰａとしたタイヤがスリップせずに回転するか否かを確認した。評価結果は、タイヤがスリップせずに回転した場合を「○」で示し、タイヤが空転した場合を「×」で示した。

この表１に示すように、実施例１〜５のタイヤは、従来例との対比において、通常走行時における雪上での操縦安定性を十分に維持しながら、ランフラット走行時における氷上での駆動性能を向上することができた。一方、比較例１，３のタイヤは、ランフラット走行時における氷上での駆動性能が良好であるものの、通常走行時における雪上での操縦安定性が不十分であった。また、比較例２，４のタイヤは、通常走行時における雪上での操縦安定性が良好であるものの、ランフラット走行時における氷上での駆動性能が不十分であった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの接地形状を示す平面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤにおけるトレッド部とベルト層の具体例を示す平面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤにおけるトレッド部とベルト層の他の具体例を示す平面図である。 従来の空気入りタイヤのランフラット走行時におけるトレッド部の変形状況を説明するための断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ 補強ゴム層
８ａ，８ｂ，８ｃ ベルト層
９ ベルトカバー層
Ａ１ 接地領域
Ａ２ 非接地領域

Claims (5)

1. 左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ゴム層を配設した空気入りタイヤにおいて、
   トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を備え、最内側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を１５°〜３５°とし、その外周側に隣接する中間ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°以上とし、その外周側に隣接する最外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３５°〜７０°とした構造を有し、
   タイヤを正規リムに組み付けた状態でバルブコアを抜いて空気圧を０ｋＰａとし、正規荷重を掛けたとき、前記トレッド部の接地領域の最大幅Ｗと前記接地領域内に形成される非接地領域の最大幅ｗとの比ｗ／Ｗが０．６〜０．９となり、前記接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長Ｌと前記非接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長ｌとの比ｌ／Ｌが０．３〜０．６となることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ゴム層を配設した空気入りタイヤにおいて、
   トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を備え、最内側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°〜７５°とし、その外周側に隣接する中間ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３５°以下とし、その外周側に隣接する最外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を５０°〜７５°とし、最内側ベルト層のコード角度を最外側ベルト層のコード角度よりも大きくした構造を有し、
   タイヤを正規リムに組み付けた状態でバルブコアを抜いて空気圧を０ｋＰａとし、正規荷重を掛けたとき、前記トレッド部の接地領域の最大幅Ｗと前記接地領域内に形成される非接地領域の最大幅ｗとの比ｗ／Ｗが０．６〜０．９となり、前記接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長Ｌと前記非接地領域のタイヤ幅方向中央位置での接地長ｌとの比ｌ／Ｌが０．３〜０．６となることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記最内側ベルト層と前記中間ベルト層とをタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに反対方向となるように配置し、前記中間ベルト層と前記最外側ベルト層とをタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに同方向となるように配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記最内側ベルト層と前記中間ベルト層とをタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに反対方向となるように配置し、前記中間ベルト層と前記最外側ベルト層とをタイヤ周方向に対するコードの傾斜方向が互いに同方向となるように配置したことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
5. トレッド部に区画された複数の陸部にそれぞれ複数本のサイプを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の氷雪路用空気入りタイヤ。

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